(57)【要約】【課題】冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極及びその製造方法、これを用いる冷陰極蛍光ランプにおいて、有底筒状電極付近のランプ管壁温度の上昇をより抑えることにより、冷陰極蛍光ランプが温度平衡に達して輝度が安定するまでの時間を更に短くすることである。【解決手段】冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極において、有底筒状電極１２は、熱を放熱する放熱層１６を有底筒状電極１２の外面に有することを特徴とする。そして、放熱層１６は、アルミニウムーモリブデン化合物、アルミニウムーニッケル化合物または酸化クロムが好ましい。また、冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極製造方法は、第１導電板の一方の面に放熱層の前駆体となる物質を被覆する被覆工程と、前駆体物質を放熱層に変成する変成工程と、放熱層の面が外面となるように第１導電板を筒状に機械加工する加工工程と、筒状導電体の一方の開口部に第２導電板を接合する接合工程とを有する。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極において、
有底筒状電極は、熱を放熱する放熱層を有底筒状電極の外面に有することを特徴とする冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極。
【請求項２】
請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極において、
放熱層は、アルミニウムーモリブデン化合物、アルミニウムーニッケル化合物または酸化クロムであることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極を備えることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項４】
請求項３に記載の冷陰極蛍光ランプは、液晶ディスプレイのバックライト用冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項５】
冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極を製造する冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極製造方法であって、
第１導電板の一方の面に放熱層の前駆体となる物質を被覆する被覆工程と、
被覆された前駆体物質を放熱層に変成する変成工程と、
生成した放熱層の面が外面となるように、第１導電板を筒状に機械加工する加工工程と、
筒状に加工された筒状導電体の一方の開口部に第２導電板を接合する接合工程と、
を有することを特徴とする冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極及びその製造方法、これを用いる冷陰極蛍光ランプに係り、特に、有底筒状電極の電極材料を改良した冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極及びその製造方法、これを用いる冷陰極蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から冷陰極蛍光ランプは、いろいろな用途で用いられ、最近では液晶ディスプレイ用バックライトへの適用が盛んに検討されている。液晶ディスプレイ用バックライトに用いられる冷陰極蛍光ランプは、近年、テレビジョン用に液晶素子が使われ始めたために従来よりも高輝度の冷陰極蛍光ランプが望まれている。このため、冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極の材料に、モリブデンまたはニオブ等の高融点金属材料を採用することで、冷陰極蛍光ランプの高電流密度での動作を可能とし、冷陰極蛍光ランプの高輝度化を実現している。
【０００３】
そして、冷陰極蛍光ランプの高輝度化により、冷陰極蛍光ランプの動作電流は、従来５ｍA程度であったのが、７ｍA〜９ｍAの動作電流が必要とされた。この結果、冷陰極蛍光ランプの有底筒状電極付近のランプ管壁温度が著しく上昇することとなった。この温度上昇を抑えるため、有底筒状電極を支持する支持体等に熱伝導率の高い材料を使用して、有底筒状電極に生じる熱を冷陰極蛍光ランプの外に逃がしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような方法でも、ランプの使用環境によっては有底筒状電極付近のランプ管壁温度を充分に下げることは困難である。例えば、２０型冷陰極蛍光ランプの有底筒状電極付近のランプ管壁温度は、通常の室温２５℃の環境下で９０℃〜１００℃になる。このように、有底筒状電極付近のランプ管壁温度が著しく上昇して高くなると、冷陰極蛍光ランプが温度平衡に達するまでの時間が長くなる。そして、その間、冷陰極蛍光ランプに封入されている水銀の蒸気圧が一定にならない等により、冷陰極蛍光ランプの輝度が安定しないという問題もある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極及びその製造方法、これを用いる冷陰極蛍光ランプにおいて、有底筒状電極付近のランプ管壁温度の上昇をより抑えることにより、冷陰極蛍光ランプが温度平衡に達して輝度が安定するまでの時間を更に短くすることができる冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極及びその製造方法、これを用いる冷陰極蛍光ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極において、有底筒状電極は、熱を放熱する放熱層を有底筒状電極の外面に有することを特徴とする。
【０００７】
また、放熱層は、アルミニウムーモリブデン化合物、アルミニウムーニッケル化合物または酸化クロムであることが好ましい。
【０００８】
本発明に係る冷陰極蛍光ランプは、熱を放熱する放熱層を有底筒状電極の外面に有する有底筒状電極を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る冷陰極蛍光ランプは、液晶ディスプレイのバックライト用冷陰極蛍光ランプであることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極製造方法は、冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極を製造する冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極製造方法であって、第１導電板の一方の面に放熱層の前駆体となる物質を被覆する被覆工程と、前駆体物質を放熱層に変成する変成工程と、放熱層の面が外面となるように、第１導電板を筒状に機械加工する加工工程と、筒状に加工された筒状導電体の一方の開口部に第２導電板を接合する接合工程とを有することを特徴とする。なお、変成工程と加工工程とを、電極材料と放熱層の材質によって、順序を入れ替えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
上記の冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極及びその製造方法、これを用いる冷陰極蛍光ランプによれば、有底筒状電極付近のランプ管壁温度の上昇をより抑えることにより、冷陰極蛍光ランプが温度平衡に達して輝度が安定するまでの時間を更に短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。図１は、冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極体１０の構成を示す図である。
【００１３】
有底筒状電極１２は、電極としての機能を有する有底筒状電極部１４と、有底筒状電極１２に発生する熱を放熱する放熱層１６とを含んで構成される。有底筒状電極部１４の形状は、例えば、円筒状のいわゆるホロー型を有していることが好ましい。ホロー型の形状により、有底筒状電極１２の内面から電子の放射が行われやすくなるためである。そして、有底筒状電極部１４の材料には、モリブデン、ニオブ、タンタル、タングステン、ニッケルまたはニッケル合金等を用いることができる。
【００１４】
放熱層１６は、有底筒状電極１２の外面に有するように有底筒状電極部１４に被覆される。このように、有底筒状電極１２の外面に放熱層１６を有することで、有底筒状電極１２に生じる熱を放熱し、有底筒状電極付近のランプ管壁温度の上昇をより抑えることができるからである。また、有底筒状電極１２の内面に放熱層１６を有しないのは、放熱層１６は電気抵抗が大きく絶縁性が高いので、有底筒状電極１２の両面に放熱層１６を有すると放電が生じ難いからである。
【００１５】
放熱層１６には、アルミニウムーモリブデン化合物、アルミニウムーニッケル化合物または酸化クロムを用いることができる。アルミニウムーモリブデン化合物としては、ＡｌＭｏ３とＡｌ２Ｏ３との複合酸化物が好ましい。そして、アルミニウムーニッケル化合物としては、ＮｉＯとＡｌ２Ｏ３との複合酸化物が好ましい。これらの材料は、略黒色の化合物であり、上述したモリブデンまたはニッケル等よりも、大きい放熱能力を有しているからである。例えば、有底筒状電極部１４にモリブデンを用いた場合には、モリブデン金属表面の分光放射率（ελ）は、０．３７で黒体に比べて放熱能力は３７％程度である（λ＝０．６５μｍ）。また、有底筒状電極部１４にニッケルを用いた場合には、ニッケル金属表面の分光放射率（ελ）は０．３６である。そこで、有底筒状電極部１４に、これよりも大きい放熱能力を有する放熱層１６を被覆することにより、有底筒状電極１２からの放熱を大きくすることができる。ここで、モリブデン金属表面とニッケル金属表面の分光放射率は、例えば、ディー・アール・ライド編（D.R.Lide,ed）、「シーアールシー  ハンドブック  オブ  ケミストリー  アンド  フィジックス（CRC handbook of Chemistry & Physics,74th ED）」, シーアールシー  プレス（CRC Press） 1993年、p.10-299に示されている。
【００１６】
支持体１８は、有底筒状電極１２を支持するための部材である。支持体１８には、コバール、モリブデンまたはタングステンを用いることができる。支持体１８は、有底筒状電極１２の底部に、例えば、溶接法により接合することができる。また、支持体１８には、冷陰極蛍光ランプのガラス管に支持体１８を固定するためにガラスビーズ２０が設けられる。そして、支持体１８は、冷陰極蛍光ランプのガラス管に、ガラスビーズ２０を溶融させて固定することができる。そして、ニッケルマンガン線またはデュメット線等の導入線２２が支持体１８に接続される。
【００１７】
つぎに、冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極１２の製造方法について説明する。被覆工程は、第１導電板の一方の面に放熱層１６の前駆体となる物質を被覆する工程である。第１導電板には、モリブデン、ニオブ、タンタル、タングステン、ニッケルまたはニッケル合金等の金属板を用いることができる。このような金属板としては、順送プレス加工あるいはトランスファープレス加工に使用されるフープ材等を使用してもよい。図２は、放熱層の前駆体物質２６を被覆した第１導電板２３の断面図である。このように、第１導電板２４の一方の面に放熱層１６の前駆体物質２６を被覆するのは、放熱層１６は導電性が悪く、第１導電板２４の両面に放熱層１６を被覆するとＣＣＦＬ用電極に加工すると電極内面にも放熱層が出来、放電が生じ難いからである。
【００１８】
放熱層１６として、第１導電板２４にモリブデンを用いる場合はアルミニウムーモリブデン化合物、第１導電板２４にニッケルまたはニッケル合金を用いる場合はアルミニウムーニッケル化合物、そして、第１導電板２４に、ニオブ等のその他の金属板等を用いる場合は酸化クロムを被覆することができる。そして、放熱層１６としてアルミニウムーモリブデン化合物を用いる場合は、まず、第１導電板２４であるモリブデン板の一方の面に前駆体物質２６であるアルミニウムを１μｍ程度の厚さに蒸着法、スパッタリング法またはクラッド法で形成する。放熱層１６としてアルミニウムーニッケル化合物を用いる場合は、まず、第１導電板２４であるニッケル板の一方の面に、前駆体物質２６である１μｍ程度の厚さのアルミニウム膜を蒸着法、スパッタリング法またはクラッド法で形成する。放熱層１６として酸化クロムを用いる場合は、まず、第１導電板２４である、例えば、ニオブ等の金属板の一方の面に１μｍ程度の厚さの前駆体物質２６のクロム金属あるいはクロムーニッケル合金を蒸着法、スパッタリング法またはクラッド法で形成する。
【００１９】
変成工程は、被覆された前駆体物質を放熱層に変成する工程である。放熱層１６としてアルミニウムーモリブデン化合物を用いる場合は、前駆体物質２６であるアルミニウムを、乾燥水素８００℃で１０分及び湿潤水素雰囲気で９００℃から１２００℃、約１０分加熱することでアルミニウムとモリブデンとを反応させて熱放出の良い強固なアルミニウムーモリブデン化合物に変成させる。放熱層１６としてアルミニウムーニッケル化合物を用いる場合は、前駆体物質２６であるアルミニウム膜を、真空または減圧雰囲気中で８００℃から１２００℃に加熱することでアルミニウムとニッケルを反応させて熱放出の良い強固なアルミニウムーニッケル化合物に変成させる。放熱層１６として酸化クロムを用いる場合は、前駆体物質２６のクロム金属あるいはクロムーニッケル合金を、湿潤水素雰囲気で略１０００℃、およそ１０分加熱させて熱放出の良い酸化クロムに変成させる。
【００２０】
加工工程は、放熱層１６を被覆した面が外面となるように、第１導電板２４を筒状に加工する工程である。加工は、曲げ加工である、例えば、折り曲げ加工等により第１導電板２４を円筒状等の筒状に加工する。ここで、折り曲げ加工等を用いるのは、従来から用いられている深絞り加工であると加工中に放熱層１６が剥離する可能性があるからである。勿論、他の条件次第では、特に、折り曲げ加工等に限定されることはない。例えば、前記第１導電板２４に、前駆体物質２６のアルミニウムが蒸着あるいはスパッタで形成された場合、あるいは前駆体物質２６のクロムーニッケル合金がクラッドされた材料を機械加工で円筒状あるいは有底の円筒状に加工後、略黒化膜を形成する工程の場合は、前駆体物質２６と第１導電板２４との接合が強固であるので、絞り加工も可能である。また、変成工程と加工工程が、電極材料と放熱層の材質によって、順序が入れ替わることもできる。つまり、前駆体物質２６を放熱層１６に変成させる変成工程は、第１導電板２４を筒状に機械加工する加工工程の後に行うこともできる。
【００２１】
接合工程は、筒状に加工された筒状導電体の一方の開口部に第２導電板２８を接合する工程である。第２導電板２８には、モリブデン、ニオブ、タンタル、タングステン、ニッケルまたはニッケル合金等の金属板を、例えば、打ち抜いて用いることができる。また、第２導電板２８には、一方の面に放熱層１６が被覆された上記の金属板を打ち抜いて使用してもよい。この場合、第２導電板２８には、支持体１８を溶接等により固定する部分である、例えば、貫通穴や窪み等を除いて放熱層１６を被覆した金属板が用いられる。そして、筒状に加工された筒状導電体の一方の開口部と第２導電板２８とは、例えば、溶接法または機械的にかしめる方法等により接合することができる。図３は、第２導電板２８に放熱層１６を備えた導電板を使用した例を示す図である。
【００２２】
上記の方法により、冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極の製造を行うことで、電極外面のみに放熱層を有する有底筒状電極を低コストまたは高い生産性で製造することができる。なにも被覆されていない導電板を有底筒状電極の形状に成形後、放熱層を被覆する場合は、有底筒状電極の内面に絶縁性の高い放熱層が被覆されないようにする為にその生産工程は工業的に複雑になり、生産性が悪く、製造コストが高くなる。
【００２３】
以上により、上記の冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極によれば、有底筒状電極の外面に放熱層を有することで、有底筒状電極に生じる熱を放熱し、有底筒状電極付近のランプ管壁温度の上昇を、例えば、略１０℃抑えることができる。そして、このような有底筒状電極を備える冷陰極蛍光ランプによれば、有底筒状電極付近のランプ管壁温度の上昇をより抑えることにより、冷陰極蛍光ランプが温度平衡に到達する時間がより短くなり、ランプ輝度をより早く安定させることができる。さらに、この冷陰極蛍光ランプを使用した液晶ディスプレイのバックライトユニットにおいても、ランプ輝度をより早く安定させることができる。
【００２４】
冷陰極蛍光ランプの低温動作条件では、水銀蒸気圧が低く、アルコンガス等の希ガス放電が支配的になるため、有底筒状電極において電極の外面からの放電が発生する。有底筒状電極の外面に有する放熱層は、電気抵抗値が大きい絶縁膜であるため、有底筒状電極の外面からの放電を抑制する効果がある。その結果、有底筒状電極のスパッタリングが抑制され水銀の消費量が減り冷陰極蛍光ランプの寿命をより長くすることができる。
【００２５】
放熱層は、変成工程で清浄な乾燥あるいは湿潤水素雰囲気下で生成される酸化膜である。この様な酸化膜からは、清浄の雰囲気では、電界を印加するとエキソ電子の放出現象が報告されているので、本発明の放熱層を備えた電極では冷陰極蛍光ランプの始動時の電圧である暗黒始動電圧を放熱層の無い電極より低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る実施形態である冷陰極蛍光ランプ用の有底筒状電極体の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施形態である放熱層を被覆した第１導電板の断面図である。
【図３】本発明に係る実施形態である第２導電板に放熱層を備えた導電板を使用した例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  有底筒状電極体、１２  有底筒状電極、１４  有底筒状電極部、１６  放熱層、１８  支持体、２０  ガラスビーズ、２２  導入線、２３  前駆体物質を被覆した第１導電板、２４  第１導電板、２６  前駆体物質、２８  第２導電板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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